😰 こんな悩みはありませんか？
- 「漏れリアクタンス」って何が漏れてるの？
- 「励磁電流」と「磁化電流」の違いがわからない
- 「鉄損」と「銅損」、どっちが何の損失？
- 用語が多すぎて、頭がパンクしそう…
変圧器の勉強をしていると、聞き慣れない専門用語がたくさん出てきますよね。
教科書では「当たり前のように」使われていて、「え、それ何？」と置いてけぼりになることも…。
この記事では、変圧器に出てくる専門用語を「身近なもの」に例えて、イメージで覚えられるように解説します。
✅ この記事の使い方
変圧器の勉強中に「この用語、なんだっけ？」となったら、
この記事に戻ってきてください。用語辞典として使えます！
📖 この記事で解説する用語
- 磁束（じそく）
- 漏れ磁束（もれじそく）
- 漏れリアクタンス
- 励磁電流（れいじでんりゅう）
- 磁化電流（じかでんりゅう）
- 鉄損電流（てっそんでんりゅう）
- 鉄損（てっそん）
- 銅損（どうそん）
- インピーダンス
- 百分率インピーダンス（%Z）
目次
🧲 磁束（じそく）― 磁力の「川の流れ」
まずは、すべての基本となる「磁束」から理解しましょう。
💡 磁束とは？
📚 磁束（Magnetic Flux）
磁力線の束（たば）のこと。磁力の「量」を表す。
記号：Φ（ファイ） ｜ 単位：Wb（ウェーバ）
🌊 川の流れで例えると…
川には「水」が流れていますよね。その水の量を「水量」と言います。
磁石の周りには「磁力線」が流れています。その磁力線の量を「磁束」と言います。
磁束が多い ＝ 磁力が強い ということです。
変圧器では、一次コイルで作った磁束が、鉄心を通って二次コイルに届きます。
この磁束の「変化」が電圧を生み出すのです。
💨 漏れ磁束（もれじそく）― 届かなかった磁力
理想的には、一次コイルで作った磁束は100%二次コイルに届いてほしいですよね。
でも現実には、一部の磁束が空気中に逃げてしまい、二次コイルに届きません。
この「逃げた磁束」を漏れ磁束と呼びます。
📚 漏れ磁束（Leakage Flux）
一次コイルで作られた磁束のうち、二次コイルに届かずに空気中に逃げた分。
エネルギーの「ロス」ではないが、電圧降下の原因になる。
🚿 水道管で例えると…
水道管に小さな穴が空いていて、水が漏れている状態。
漏れた水は、蛇口から出る水には貢献しません。
同じように、漏れ磁束は二次コイルでの発電に貢献しないのです。
🔄 漏れリアクタンス（x）― 漏れ磁束の「抵抗」
漏れ磁束があると、電流の流れが妨げられます。
この「妨げる効果」を数値化したものが漏れリアクタンスです。
📚 漏れリアクタンス（Leakage Reactance）
漏れ磁束によって生じる交流電流への抵抗成分。
記号：x₁（一次）、x₂（二次） ｜ 単位：Ω（オーム）
🤔 リアクタンスって何？
「リアクタンス」という言葉自体が難しいですよね。
簡単に言うと、コイルやコンデンサが持つ「交流専用の抵抗」です。
| 種類 | 記号 | 特徴 |
|---|---|---|
| 抵抗（R） | r | 直流でも交流でも電流を妨げる。熱が出る。 |
| リアクタンス（X） | x | 交流だけ電流を妨げる。熱は出ない。 |
💡 漏れリアクタンスのポイント
・漏れ磁束が多いほど、漏れリアクタンスも大きい
・リアクタンスはエネルギーを消費しない（熱にならない）
・でも電圧降下の原因にはなる
⚡ 励磁電流（れいじでんりゅう）― 鉄心を「起こす」電流
変圧器の一次コイルに電圧をかけると、電流が流れます。
この電流のうち、「鉄心を磁化するため」に使われる電流を励磁電流と呼びます。
📚 励磁電流（Exciting Current）
変圧器の鉄心を磁化するために必要な電流。
記号：I₀ ｜ 大きさ：定格電流の2〜5%程度（非常に小さい）
⏰ 目覚まし時計で例えると…
「励磁」の「励」は「励ます」という意味。
寝ている人（鉄心）を起こして、働かせる（磁石にする）ための電流です。
目覚まし時計が人を起こすように、励磁電流が鉄心を「磁石モード」に起こすのです。
👨👧👦 励磁電流の「2人の子供」
励磁電流 I₀ は、2つの成分に分けられます。
家族で例えると、「励磁電流」というお父さんに、「磁化電流」と「鉄損電流」という2人の子供がいるイメージです。
🧲 磁化電流（じかでんりゅう）― 磁石を作る担当
📚 磁化電流（Magnetizing Current）
鉄心に磁束を作るために必要な電流。
記号：Im ｜ 特徴：電圧より90°遅れる（無効電力）
磁化電流は、鉄心を磁石にするための「純粋な仕事」をする電流です。
エネルギーを消費せず（熱にならず）、ただ磁場を作るだけ。無効電力と呼ばれる成分です。
🔥 鉄損電流（てっそんでんりゅう）― 熱になっちゃう担当
📚 鉄損電流（Iron Loss Current）
鉄心で発生する損失（熱）に対応する電流。
記号：Iw ｜ 特徴：電圧と同相（有効電力）
鉄損電流は、本当は仕事に使いたいのに、熱になって逃げてしまう電流です。
この電流が流れることで、鉄心が温かくなります。これが「鉄損」の正体です。
| 電流 | 記号 | 役割 | 熱になる？ |
|---|---|---|---|
| 励磁電流 I₀ | I₀ | 鉄心を磁化する（親） | 一部 |
| 磁化電流 Im | Im | 磁束を作る（子） | ならない ✓ |
| 鉄損電流 Iw | Iw | 鉄心の損失（子） | なる ✗ |
I₀ = √(Im² + Iw²)
励磁電流は、磁化電流と鉄損電流のベクトル合成（直角三角形の斜辺）
🔥 鉄損（てっそん）― 鉄心で発生する熱
📚 鉄損（Iron Loss / Core Loss）
鉄心で発生する損失。熱になってエネルギーが逃げる。
別名：無負荷損（負荷に関係なく一定だから）
記号：Pi または W₀
鉄損は、さらに2種類に分けられます。
ヒステリシス損
鉄心の磁化の向きが行ったり来たりするときのロス。
磁石の向きを変えるのにエネルギーが必要。
渦電流損
鉄心の中に渦巻き状の電流が発生し、熱になるロス。
鉄心を薄い板の積層にして対策する。
🧲 磁石で例えると…
磁石を何度も「N→S→N→S…」とひっくり返すと、だんだん熱くなりますよね。
交流は1秒間に50回（50Hz）も電流の向きが変わるので、
鉄心の磁化も1秒間に50回ひっくり返ります。
これが鉄損の原因です。
💡 鉄損のポイント
・電圧がかかっていれば、負荷がなくても発生する
・だから「無負荷損」とも呼ばれる
・無負荷試験で測定できる
🔶 銅損（どうそん）― コイルで発生する熱
📚 銅損（Copper Loss）
コイル（銅線）の抵抗で発生する損失。I²R損とも呼ばれる。
別名：負荷損（電流が増えると増えるから）
記号：Pc または Wc
Pc = I²R = I²(r₁ + r₂)
電流の2乗に比例！電流が2倍になると銅損は4倍になる。
💡 電熱線で例えると…
電気ストーブの電熱線は、電流が流れると熱くなりますよね。
変圧器のコイルも同じ。銅線に電流が流れると熱が発生します。
電流が多いほど、発熱も大きくなります（I²に比例）。
| 損失 | 発生場所 | 別名 | 特徴 |
|---|---|---|---|
| 鉄損 | 鉄心 | 無負荷損 | 負荷に関係なく一定 |
| 銅損 | コイル | 負荷損 | 電流の2乗に比例して増える |
🔷 インピーダンス（Z）― 交流の「通りにくさ」
📚 インピーダンス（Impedance）
抵抗（R）とリアクタンス（X）を合わせた「交流電流の通りにくさ」。
記号：Z ｜ 単位：Ω（オーム）
Z = √(R² + X²)
抵抗とリアクタンスは単純に足せない。ベクトル合成（三平方の定理）で求める。
🚶 道を歩く人で例えると…
電流が「道を歩く人」だとすると…
抵抗（R）：ぬかるみ。足を取られて疲れる（熱が出る）
リアクタンス（X）：バネの壁。押し返されるけど疲れない（熱は出ない）
インピーダンス（Z）：ぬかるみ＋バネを合わせた「歩きにくさ」全体。
📊 百分率インピーダンス（%Z）― パーセントで比較する
📚 百分率インピーダンス（%Z）
インピーダンスをパーセントで表した値。
「定格電流を流したとき、内部で何%の電圧降下が起きるか」を示す。
一般的な変圧器の%Zは3〜10%程度。
📏 身長で例えると…
100kVAの変圧器と10MVAの変圧器を「Ω」で比較しても、意味がわかりにくいですよね。
身長を「cm」ではなく「平均との差（%）」で表すようなもの。
%Zで表せば、サイズが違う変圧器でも公平に比較できるのです。
%Z = (Iₙ × Z / Vₙ) × 100
Iₙ：定格電流 ｜ Z：インピーダンス[Ω] ｜ Vₙ：定格電圧
💡 %Zの見方
・%Z = 5% → 定格電流で5%の電圧降下が起きる
・%Zが小さいほど電圧降下が少ない（良い変圧器）
・でも%Zが小さすぎると短絡電流が大きくなる（危険）
📝 用語まとめ表
| 用語 | 記号 | 一言で言うと | イメージ |
|---|---|---|---|
| 磁束 | Φ | 磁力の量 | 🌊 川の水量 |
| 漏れ磁束 | - | 届かなかった磁力 | 🚿 水道管の水漏れ |
| 漏れリアクタンス | x | 漏れ磁束による抵抗 | 🔄 バネの壁 |
| 励磁電流 | I₀ | 鉄心を磁化する電流 | ⏰ 目覚まし時計 |
| 磁化電流 | Im | 磁束を作る電流 | 🧲 磁石を作る担当 |
| 鉄損電流 | Iw | 鉄心で熱になる電流 | 🔥 熱になっちゃう担当 |
| 鉄損 | Pi | 鉄心の熱ロス | 🔥 磁石をひっくり返す熱 |
| 銅損 | Pc | コイルの熱ロス | 🔶 電熱線の発熱 |
| インピーダンス | Z | 交流の通りにくさ全体 | 🚶 ぬかるみ＋バネ |
| %Z | %Z | 定格時の電圧降下率 | 📏 成績の偏差値的な |
📝 まとめ
☕ 覚えておきたいポイント
- 磁束：磁力の「量」。川の水量のようなもの
- 漏れ磁束：二次コイルに届かず逃げた磁力
- 漏れリアクタンス：漏れ磁束による「交流専用の抵抗」
- 励磁電流：鉄心を「磁石モード」にする電流（小さい）
- 磁化電流：励磁電流のうち、磁束を作る成分（熱にならない）
- 鉄損電流：励磁電流のうち、熱になる成分
- 鉄損：鉄心で発生する熱。負荷に関係なく一定
- 銅損：コイルで発生する熱。電流の2乗に比例
- インピーダンス：抵抗＋リアクタンス。Z = √(R² + X²)
- %Z：定格電流での電圧降下率（3〜10%が一般的）
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